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Bluetooth. Camada Física e Controle de Acesso ao Meio. Aurélio de Lima e Silva Jr. Gabriel de Albuquerque Gleizer. Introdução. Tecnologia sem fio Especificação IEEE 802.15 Hardware: Chip 9x9 mm. Características. Ondas de rádio Curtas distâncias Custo baixo Baixa complexidade
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Bluetooth Camada Física e Controle de Acesso ao Meio Aurélio de Lima e Silva Jr. Gabriel de Albuquerque Gleizer
Introdução • Tecnologia sem fio • Especificação IEEE 802.15 • Hardware: Chip 9x9 mm
Características • Ondas de rádio • Curtas distâncias • Custo baixo • Baixa complexidade • Pequeno consumo de energia
Modelo IEEE 802 • Camada Física • Controle de Acesso ao Meio • Controle de Enlace Lógico
Camada Física • Rádio • Banda Básica (Baseband)
Camada Física • Rádio • Banda Básica (Baseband)
Rádio - Faixa de Operação • Faixa não licenciada ISM • De 2.400 kHz até 2.483.5 kHz • Problema: muita interferência • Solução: saltos de freqüência
Rádio - Saltos de Freqüência • 79 canais • 1600 saltos/s • Unidade de tempo de 0,625 µs
Rádio - Potência • Classe 1 • longo alcance (~100 m) • potência entre 1 mW e 100 mW • Classe 2 • curto alcance (~10 m) • potência entre 0.25 mW e 2,5 mW • Classe 3 • curtíssimo alcance (~10 cm) • potência até 1 mW
Rádio - Modulação • Modo Básico • Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK) binária • Modo Enhanced Data Rate (EDR) • GFSK binária e Phase Shift Keying (PSK) com 8 níveis
Camada Física • Rádio • Banda Básica (Baseband)
Banda Básica - Canal Físico • Piconet • Scatternet
Banda Básica - Enlace Físico • Synchronous Connection Oriented (SCO) • Ponto a ponto • Sem retransmissão • Taxa de 64 kbps • Asynchronous Connectionless (ACL) • Ponto a multiponto • Retransmissão em caso de erro • Taxa variável • Polling
Banda Básica - Pacotes • Modo Básico • Modo EDR
Banda Básica - Modos de Operação • Espera • Conexão • Ativo • Sniff • Hold • Park
Banda Básica - Sub-estados • Sub-estados para ir do estado espera pro estado conexão • pesquisa • escuta de pesquisa • resposta da pesquisa • chamada • escuta de chamada • resposta do escravo • resposta do mestre
Banda Básica - Sub-estados Espera Pesquisa Chamada Resposta do mestre Escuta da pesquisa Resposta da pesquisa Escuta da chamada Resposta do escravo Conexão
Controle de Acesso ao Meio • Protocolo de Gerência de Enlace (LMP) • Protocolo de Controle e Adaptação de Enlace Lógico (L2CAP)
Controle de Acesso ao Meio • Protocolo de Gerência de Enlace (LMP) • Protocolo de Controle e Adaptação de Enlace Lógico (L2CAP)
LMP • Roda no Gerente de Enlace (LM) • Comunica-se com outros LMPs • Configuração e controle de comunicações
LMP - Mensagens • Trabalha através do ACL • Erros – Banda Básica
LMP – Pacote (PDU) • ID de Transmissão • Opcode
LMP - Procedimento • Opera em transações • PDUs obrigatórios • PDUs opcionais A B PDU1 PDU2 PDU3 PDU4
LMP – Procedimento – ExemploAutenticação • Requerente tem código de enlace • Requerente não tem código de enlace LM verificador LM requerente LMP_not_accepted LMP_au_rand LMP_sres
LMP – Procedimentos – Tipos • Controle da Conexão • Segurança • Pedidos informativos • Troca de papéis • Modos de operação • Transportes Lógicos • Modo Teste
Controle de Acesso ao Meio • Protocolo de Gerência de Enlace (LMP) • Protocolo de Controle e Adaptação de Enlace Lógico (L2CAP)
L2CAP • Multiplexação de protocolos de nível superior • SAR • QoS
L2CAP - Características • Trabalha através do ACL • Erros – Banda Básica • Simplicidade • Baixo overhead
L2CAP e outros níveis • Comunica-se com outros protocolos • Áudio – pacotes
L2CAP – PDU – Quadro B • Cabeçalho • Tamanho – 2 octetos • ID do Canal – 2 octetos • Carga útil – até 65535 octetos
L2CAP – CID • Canais Lógicos • CIDs – Identificadores de Canal
L2CAP – Operações com outros dispositivos Canal de Sinalização Canal de Dados orientado a Conexão Entidade L2CAP CID CID Dispositivo #1 CID ID do Canal CID CID CID Entidade L2CAP Entidade L2CAP CID CID Canal de Dados Sem Conexão Dispositivo #2 Dispositivo #3 CID 0x0002
Bluetooth hoje • Celulares • Computadores • Videogames
Perguntas 1. Como é resolvido o problema de interferência? R: Pelo uso da técnica de saltos de freqüência.
Perguntas 2. Por que a taxa de transmissão de bits do modo básico é menor do que a do modo EDR se eles tem mesma taxa de transmissão de símbolos? R: Porque no modo básico a modulação só tem dois níveis e no modo EDR ela tem 8.
Perguntas 3. Por que o enlace SCO é bom para transmitir voz e o ACL é bom para transmitir dados? R: Porque no SCO não há retransmissão, o que causa menos atrasos e no ACL há retransmissão causando menos erros.
Perguntas 4. Qual é a principal capacidade do L2CAP que o LMP não possui R: O L2CAP pode se comunicar com níveis superiores.
Perguntas 5. Qual a característica do L2CAP que ajuda o Bluetooth a operar com potências baixas? Por que? R: L2CAP possui baixo overhead. Isso permite um alto aproveitamento da banda sem exigir muita energia.